Améliorer les performances des systèmes séquentiels
Germain Gondor
LYCÉECARNOT(DIJON), 2013 - 2014
Système séquentiel
Sommaire
1 Système séquentiel Définition
Structure d’un système séquentiel Chronogrammes ou diagramme de Gantt
2 Mémoires
3 Le GRAFCET
4 Structuration et hiérarchisation des grafcets
5 Performances d’un système logique séquentiel
Définition
DÉFINITION: Système séquentiel
Système où l’état des sorties Sidépend de l’état des entrées à l’instant présent, mais aussi de l’histoire de l’évolution des entrées-sorties.
Système séquentiel Définition
Définition
DÉFINITION: Système séquentiel
Système où l’état des sorties Sidépend de l’état des entrées à l’instant présent, mais aussi de l’histoire de l’évolution des entrées-sorties.
EXEMPLE :Commande d’un moteur électrique par un système séquentiel (Figure 1). On remarque sur le chronogramme de droite que la sortie S peut présenter une valeur différente (0 ou 1) pour une configuration identique des entrées m et a.
Définition
DÉFINITION: Système séquentiel
Système où l’état des sorties Sidépend de l’état des entrées à l’instant présent, mais aussi de l’histoire de l’évolution des entrées-sorties.
EXEMPLE :Commande d’un moteur électrique par un système séquentiel (Figure 1). On remarque sur le chronogramme de droite que la sortie S peut présenter une valeur différente (0 ou 1) pour une configuration identique des entrées m et a.
Commande
Moteur S Amplificateur
Moteur marche: m
arrêt: a
m a
S t
Système séquentiel Définition
Le système est capable de mémoriser de l’information. Cette information mé- morisée est l’état du système, qui peut être représenté par un vecteur d’état X#»= (x1,x2, . . . ,xn).
Le système est capable de mémoriser de l’information. Cette information mé- morisée est l’état du système, qui peut être représenté par un vecteur d’état X#»= (x1,x2, . . . ,xn).
Système de commande
X#»=
x1
. . . xn
E S
Système séquentiel Définition
Le système est capable de mémoriser de l’information. Cette information mé- morisée est l’état du système, qui peut être représenté par un vecteur d’état X#»= (x1,x2, . . . ,xn).
Système de commande
X#»=
x1
. . . xn
E S
Système de commande
E S
X#»
Représentation d’un système séquentiel par un système combinatoire muni d’un vecteur d’état
Le système est capable de mémoriser de l’information. Cette information mé- morisée est l’état du système, qui peut être représenté par un vecteur d’état X#»= (x1,x2, . . . ,xn).
Système de commande
X#»=
x1
. . . xn
E S
Système de commande
E S
X#»
Représentation d’un système séquentiel par un système combinatoire muni d’un vecteur d’état
Connaissant #»
X et #»
E , la sortie #»
S peut être déterminée comme une fonction booléenne de #»
X et de #»
E : #»
S =f(#»
X,#»
E). L’état interne #»
X à l’instant t dépend
#» #» #» #»
Système séquentiel Structure d’un système séquentiel
Structure d’un système séquentiel
Un système séquentiel évolue à partir d’entrées logiques et à partir de son état caractérisé par un certain nombre de variables internes.
Les variables internes évoluent à partir des entrées et de leurs propres valeurs mémorisées.
La structure d’un système séquentiel fait apparaître deux blocs fonc- tionnels combinatoires.
Structure d’un système séquentiel
Bloc combinatoire C1
Bloc combinatoire C2
Mémorisation
Entrée Yi
yi
Sortie
La structure d’un système séquentiel fait apparaître deux blocs fonc- tionnels combinatoires.
La mémorisation des variables internes Yi(Yn+1) est réalisée au moyen d’éléments spécifiques ou dans la construction même du système.
Les temps de propagation des signaux dans le bloc C1 permettent de
Système séquentiel Chronogrammes ou diagramme de Gantt
Chronogrammes ou diagramme de Gantt
Afin de caractériser ces systèmes, on utilise alors les chronogrammes (aussi appelés diagrammes de Gantt). On représente l’évolution chronologique des entrées et sorties en considérant des changements d’états instantanés et simultanés.
Chronogrammes ou diagramme de Gantt
Afin de caractériser ces systèmes, on utilise alors les chronogrammes (aussi appelés diagrammes de Gantt). On représente l’évolution chronologique des entrées et sorties en considérant des changements d’états instantanés et simultanés.
t e1
e2 e3 S1 S2
Mémoires
Sommaire
1 Système séquentiel
2 Mémoires
Principe de réalisation d’une fonction mémoire Bascule RS
Bascules RS synchronisés
3 Le GRAFCET
4 Structuration et hiérarchisation des grafcets
5 Performances d’un système logique séquentiel
Mémoires
DÉFINITION: Fonction mémoire
Fonction ayant pour but de conserver une information de l’état des variables, de se souvenir d’un événement du passé
On utilise notamment les fonctions mémoires pour réaliser des comp- teurs.
Mémoires Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Le principe de réalisation d’une fonction mémoire repose sur le fait d’utiliser la sortie comme entrée pour maintenir l’information.
Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Le principe de réalisation d’une fonction mémoire repose sur le fait d’utiliser la sortie comme entrée pour maintenir l’information.
EXEMPLE:Réalisation d’une mémoire élémentaire:
Mémoires Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Le principe de réalisation d’une fonction mémoire repose sur le fait d’utiliser la sortie comme entrée pour maintenir l’information.
EXEMPLE:Réalisation d’une mémoire élémentaire:
Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Le principe de réalisation d’une fonction mémoire repose sur le fait d’utiliser la sortie comme entrée pour maintenir l’information.
EXEMPLE:Réalisation d’une mémoire élémentaire:
e
s S
1 1
1
?
s représente l’état de la sortie S à l’instant immédiatement précédent.
Mémoires Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Le principe de réalisation d’une fonction mémoire repose sur le fait d’utiliser la sortie comme entrée pour maintenir l’information.
EXEMPLE:Réalisation d’une mémoire élémentaire:
e
s S
1 1
1
?
s représente l’état de la sortie S à l’instant immédiatement précédent.
Si initialement e et s sont à 0, un passage de e à 1 à un instant t0 conduit à s =1 pour t >t0, quelle que soit la valeur de e après t0. S mémorise si e est passé à 1 au cours du temps.
Principe de réalisation d’une fonction mémoire
Le principe de réalisation d’une fonction mémoire repose sur le fait d’utiliser la sortie comme entrée pour maintenir l’information.
EXEMPLE:Réalisation d’une mémoire élémentaire:
e
s S
1 1
1
?
s représente l’état de la sortie S à l’instant immédiatement précédent.
Si initialement e et s sont à 0, un passage de e à 1 à un instant t0 conduit à s =1 pour t >t0, quelle que soit la valeur de e après t0. S mémorise si e est passé à 1 au cours du temps.
Mémoires Bascule RS
Bascule RS
Une bascule RS est un composant de mémorisation à deux entrées : R et S
Représentation
• S (set) entrée de mise à un de la mémoire
• R (reset) entrée d’effacement de la mémoire
• Q sortie S
R Q Q
Fonctionnement et Tableaux de Karnaugh
R S Qn+1
0 0 Qn
0 1 1
1 0 0
1 1 ?
Mémoires Bascule RS
Fonctionnement et Tableaux de Karnaugh
R S Qn+1
0 0 Qn
0 1 1
1 0 0
1 1 ?
Mémorisation (Q variable d’état)
Fonctionnement et Tableaux de Karnaugh
R S Qn+1
0 0 Qn
0 1 1
1 0 0
1 1 ?
Mémorisation (Q variable d’état)
Combinaison à déterminer
Mémoires Bascule RS
Fonctionnement et Tableaux de Karnaugh
R S Qn+1
0 0 Qn
0 1 1
1 0 0
1 1 ?
Mémorisation (Q variable d’état)
Combinaison à déterminer
0 0 0
1 1 1
00 01 11 10
0 1 r.s Qn
Fonctionnement et Tableaux de Karnaugh
R S Qn+1
0 0 Qn
0 1 1
1 0 0
1 1 ?
Mémorisation (Q variable d’état)
Combinaison à déterminer
0 0 0
1 1 1
00 01 11 10
0 1 r.s Qn
?
?
Mémoires Bascule RS
Réalisation de la bascule
Bascule RS à déclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=0
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à déclenchement prioritaire Q1 = s+Q2=s+r +Q1=s.(r +Q1)
et Q2 = r +Q1=r.(s+Q2) REMARQUE:Q2,Q1
Réalisation de la bascule
Bascule RS à déclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=0
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à déclenchement prioritaire Q1 = s+Q2=s+r +Q1=s.(r +Q1)
et Q2 = r +Q1=r.(s+Q2) REMARQUE:Q2,Q1
Mémoires Bascule RS
Réalisation de la bascule
Bascule RS à déclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=0
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à déclenchement prioritaire Q1 = s+Q2=s+r +Q1=s.(r +Q1)
et Q2 = r +Q1=r.(s+Q2) REMARQUE:Q2,Q1
Réalisation de la bascule
Bascule RS à déclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=0
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à déclenchement prioritaire Q1 = s+Q2=s+r +Q1=s.(r +Q1)
et Q2 = r +Q1=r.(s+Q2) REMARQUE:Q2,Q1
Mémoires Bascule RS
Réalisation de la bascule
Bascule RS à déclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=0
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à déclenchement prioritaire Q1 = s+Q2=s+r +Q1=s.(r +Q1)
et Q2 = r +Q1=r.(s+Q2) REMARQUE:Q2,Q1
Réalisation de la bascule
Bascule RS à déclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=0
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à déclenchement prioritaire Q1 = s+Q2=s+r +Q1=s.(r +Q1)
et Q2 = r +Q1=r.(s+Q2) REMARQUE:Q2,Q1
Mémoires Bascule RS
Réalisation de la bascule
Bascule RS à déclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=0
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à déclenchement prioritaire Q1 = s+Q2=s+r +Q1=s.(r +Q1)
et Q2 = r +Q1=r.(s+Q2) REMARQUE:Q2,Q1
Réalisation de la bascule
Bascule RS à enclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=1
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à enclenchement prioritaire
Q1 = s.Q2=s.r.Q1=s+ (r.Q1) et Q2 = r.Q1=r + (s.Q2)
Mémoires Bascule RS
Réalisation de la bascule
Bascule RS à enclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=1
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à enclenchement prioritaire
Q1 = s.Q2=s.r.Q1=s+ (r.Q1) et Q2 = r.Q1=r + (s.Q2)
Réalisation de la bascule
Bascule RS à enclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=1
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à enclenchement prioritaire
Q1 = s.Q2=s.r.Q1=s+ (r.Q1) et Q2 = r.Q1=r + (s.Q2)
Mémoires Bascule RS
Réalisation de la bascule
Bascule RS à enclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=1
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à enclenchement prioritaire
Q1 = s.Q2=s.r.Q1=s+ (r.Q1) et Q2 = r.Q1=r + (s.Q2)
Réalisation de la bascule
Bascule RS à enclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=1
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à enclenchement prioritaire
Q1 = s.Q2=s.r.Q1=s+ (r.Q1) et Q2 = r.Q1=r + (s.Q2)
Mémoires Bascule RS
Réalisation de la bascule
Bascule RS à enclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=1
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à enclenchement prioritaire
Q1 = s.Q2=s.r.Q1=s+ (r.Q1) et Q2 = r.Q1=r + (s.Q2)
Réalisation de la bascule
Bascule RS à enclenchement prioritaire
RS=1 7→ Q=1
t r
s Q1 Q2
Architecture d’une mémoire à enclenchement prioritaire
Q1 = s.Q2=s.r.Q1=s+ (r.Q1) et Q2 = r.Q1=r + (s.Q2)
Mémoires Bascule RS
Réalisation de la bascule
• Bascule RS à entrée simultanée passive
RS=1 7→ Qn=Qn−1
(mémorisation)
Architecture d’une mémoire à à entrée si- multanée passive
• Bascule RS à entrée simultanée active
RS=1 7→ Qn=Qn−1
(commutation)
Architecture d’une mémoire à à entrée si- multanée active
Bascules RS synchronisés
Ces mémoires sont utilisées en informatique. Les entrées R et S ne sont lues qu’à chaque temps d’horloge. Le temps de propagation dans les portes logiques et les fils limite la fréquence de l’horloge.
On distingue les bascules à détection sur les fronts montants de l’hor- loge et les bascules à détection sur les fronts descendants de l’horloge.
Mémoires Bascules RS synchronisés
Détection sur les fronts montant de l’horloge:
R
S
Q
Q
h: Clock t
t h
↑h
Détection sur les fronts montant de l’horloge:
R
S
Q
Q
h: Clock t
t h
↑h
Détection sur les fronts descendant de l’horloge:
t t h
↓h
R
S
Q
Q h: Clock
Mémoires Bascules RS synchronisés
EXEMPLE :: Bascule RS synchronisée sur les fronts montants
EXEMPLE :: Bascule RS synchronisée sur les fronts montants
t t t t h
S R Q
Mémoires Bascules RS synchronisés
EXEMPLE :: Bascule RS synchronisée sur les fronts montants
t t t t h
S R Q
REMARQUE: Ce type de mémoire nécessite de l’énergie. Les informa- tions sont perdues en cas de coupure de l’alimentation (mémoire RAM).
Sommaire
1 Système séquentiel
2 Mémoires
3 Le GRAFCET
Introduction
Les règles d’évolution du modèle GRAFCET
Les différents types de séquences Exemples d’évolutions
Quelques éléments particuliers Point de vue système
4 Structuration et hiérarchisation des grafcets
Le GRAFCET
DÉFINITION: GRAFCET
GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes Transitions.
Les règles du GRAFCET font l’objet d’un norme internationale CEI 60848 (août 2002).
Il est né en 1977 au sein du groupe de travail l’AFCET (Association Francaise pour la Cybernétique Economique et Technique) et a été normalisé en France en 1982.
Cet outil est apparu comme nécessaire pour décrire ou concevoir les automatismes séquentiels. Comme tout langage, il possède un vocabulaire et est articulé autour de règles grammaticales à connaître.
Avantages
• Il est indépendant de la technologie employée pour la réalisation de l’automatisme.
Le GRAFCET
Avantages
• Il est indépendant de la technologie employée pour la réalisation de l’automatisme.
• Il est bien adapté pour l’étude des systèmes faisant intervenir un grand nombre de variables d’entrée.
Avantages
• Il est indépendant de la technologie employée pour la réalisation de l’automatisme.
• Il est bien adapté pour l’étude des systèmes faisant intervenir un grand nombre de variables d’entrée.
• Il permet de prendre en compte des évolutions simultanées ou des choix de plusieurs séquences.
Le GRAFCET Introduction
Le GRAFCETest utilisé pour décrire et commander l’évolution de systèmes séquentiels.
1 Attendre
pièce de monnaie et café "long" ou
"court" et eau à température 2 Elaborer la boisson
boisson élaborée
3 Elaborer la mouture
5
Dose de café moulu
4 Préparer
l’eau Dose d’eau rempli 6
=1
Règle de lecture du GRAFCET
Le sens d’évolution du GRAFCET est de haut en bas (sauf dans le cas de rebouclages du bas vers le haut, une flèche précise alors le sens).
Le GRAFCET Introduction
Règle de lecture du GRAFCET
Le sens d’évolution du GRAFCET est de haut en bas (sauf dans le cas de rebouclages du bas vers le haut, une flèche précise alors le sens).
Règle de conception du GRAFCET
L’alternance Etape-Transitiondevra toujoursêtre respectéemême dans le cas de GRAFCET à structure évoluée.
Vocabulaire
• Une étape est soitactive, soitinactive
Le GRAFCET Introduction
Vocabulaire
• Une étape est soitactive, soitinactive
• Variable d’étape : on associera la lettreXau numéro d’une étape pour définir une variable d’étape.
EXEMPLE: : X4 est la variable d’étape associée à l’étape 4 ; la variable X4 vaut 1 si l’étape 4 est active, et 0 si l’étape 4 est inactive.
Vocabulaire
• Une étape est soitactive, soitinactive
• Variable d’étape : on associera la lettreXau numéro d’une étape pour définir une variable d’étape.
EXEMPLE: : X4 est la variable d’étape associée à l’étape 4 ; la variable X4 vaut 1 si l’étape 4 est active, et 0 si l’étape 4 est inactive.
• Actions associées à une étape : Elles traduisent ce qui doit être fait chaque fois que l’étape est active. Les actions sont décrites de façon littérale ou symbolique à l’intérieur de rectangles reliés au symbole de l’étape.
Le GRAFCET Introduction
Machine à café
Le GRAFCETest utilisé pour décrire et commander l’évolution de systèmes séquentiels.
1 Attendre
pièce de monnaie et café "long" ou
"court" et eau à température 2 Elaborer la boisson
boisson élaborée
3 Elaborer la mouture
5
Dose de café moulu
4 Préparer
l’eau Dose d’eau rempli 6
=1
Etape Initiale Etape active ou inactive Action associée ou inactive Liaisons orientées Divergence en ET Réceptivité
Transition validée ou non Etape d’attente Convergence en ET
Il permet de représenter :
• D’une part lesvariables de sortie placées dans les rectangles liés aux étapes. Ce sont les Actions ou ordres qui sont les éléments à réaliser par le système : valeur ajoutée à obtenir, évènements souhaités. . . .
Le GRAFCET Introduction
Il permet de représenter :
• D’une part lesvariables de sortie placées dans les rectangles liés aux étapes. Ce sont les Actions ou ordres qui sont les éléments à réaliser par le système : valeur ajoutée à obtenir, évènements souhaités. . . .
• D’autre part lesvariables d’entrée placées à droite du trait représentant les transitions. Elles caractérisent l’état du système ou les évolutions réalisées par le système ; elles sont appelées Réceptivités du GRAFCET.
Vocabulaire
• Une transition peut êtrevalidéeounon;franchissableounon. Donc pour décrire l’évolution du GRAFCET précédent, on dira :
Le GRAFCET Introduction
Vocabulaire
• Une transition peut êtrevalidéeounon;franchissableounon. Donc pour décrire l’évolution du GRAFCET précédent, on dira :"Lorsque l’étape (1) est active, la transition (T1) est validée ;
Vocabulaire
• Une transition peut êtrevalidéeounon;franchissableounon. Donc pour décrire l’évolution du GRAFCET précédent, on dira :"Lorsque l’étape (1) est active, la transition (T1) est validée ;si la réceptivité associée à la tran- sition (T1) est vraie, la transition (T1) est franchie ;
Le GRAFCET Introduction
Vocabulaire
• Une transition peut êtrevalidéeounon;franchissableounon. Donc pour décrire l’évolution du GRAFCET précédent, on dira :"Lorsque l’étape (1) est active, la transition (T1) est validée ;si la réceptivité associée à la tran- sition (T1) est vraie, la transition (T1) est franchie ;alors, l’étape (1) se désactive et l’étape (2) devient active".
Vocabulaire
• Une transition peut êtrevalidéeounon;franchissableounon. Donc pour décrire l’évolution du GRAFCET précédent, on dira :"Lorsque l’étape (1) est active, la transition (T1) est validée ;si la réceptivité associée à la tran- sition (T1) est vraie, la transition (T1) est franchie ;alors, l’étape (1) se désactive et l’étape (2) devient active".
• L’ensemble (ou la liste) des étapes actives, définit lasituationdu GRAF-
CETà un instant donné.
Le GRAFCET Introduction
Vocabulaire
• Une transition peut êtrevalidéeounon;franchissableounon. Donc pour décrire l’évolution du GRAFCET précédent, on dira :"Lorsque l’étape (1) est active, la transition (T1) est validée ;si la réceptivité associée à la tran- sition (T1) est vraie, la transition (T1) est franchie ;alors, l’étape (1) se désactive et l’étape (2) devient active".
• L’ensemble (ou la liste) des étapes actives, définit lasituationdu GRAF-
CETà un instant donné.
EXEMPLE :{12,21,35}(les étapes actives à un instant donné sont indi- quées entre accolades).
Vocabulaire
• Une transition peut êtrevalidéeounon;franchissableounon. Donc pour décrire l’évolution du GRAFCET précédent, on dira :"Lorsque l’étape (1) est active, la transition (T1) est validée ;si la réceptivité associée à la tran- sition (T1) est vraie, la transition (T1) est franchie ;alors, l’étape (1) se désactive et l’étape (2) devient active".
• L’ensemble (ou la liste) des étapes actives, définit lasituationdu GRAF-
CETà un instant donné.
EXEMPLE :{12,21,35}(les étapes actives à un instant donné sont indi- quées entre accolades).
• On pourra décrire l’évolution du GRAFCETpar ungraphe d’évolutionqui met en évidence la succession des situations et des transitions franchies
Le GRAFCET Introduction
Vocabulaire
• Une transition peut êtrevalidéeounon;franchissableounon. Donc pour décrire l’évolution du GRAFCET précédent, on dira :"Lorsque l’étape (1) est active, la transition (T1) est validée ;si la réceptivité associée à la tran- sition (T1) est vraie, la transition (T1) est franchie ;alors, l’étape (1) se désactive et l’étape (2) devient active".
• L’ensemble (ou la liste) des étapes actives, définit lasituationdu GRAF-
CETà un instant donné.
EXEMPLE :{12,21,35}(les étapes actives à un instant donné sont indi- quées entre accolades).
• On pourra décrire l’évolution du GRAFCETpar ungraphe d’évolutionqui met en évidence la succession des situations et des transitions franchies EXEMPLE:pour le GRAFCETtracé précédemment:
{0}T 0→ {1}T 1→ {2}Bon→ {3}T 3→ {0}T 0→ {1}→ {2}T 1 Mauvais→ {4}
Les règles d’évolution du modèle G
RAFCETSituation initiale
La situation initiale caractérise le comporte- ment initial de la partie commande vis-à-vis de l’extérieur. Elle est définie par les étapes initiales, activées à la mise sous tension de la partie commande. Elle traduit généralement un comportement de repos.
12 Action A
Uneétape initialeest représentée par undouble carré.
Le GRAFCET Les règles d’évolution du modèle GRAFCET
Franchissement d’une transition
Une transition est dite validée lorsque toutes les étapes immédiatement précédentes re- liées à cette transition sontactives.
Lefranchissement d’une transitionse produit :
• Lorsque la transition estvalidée,
• ET QUEla réceptivité associée à cette transition estVRAIE.
c
14
b
12 A
15
Une transition franchissable est obligatoirement franchie.
Evolution de la situation
Le franchissement d’une transition entraîne simultanément l’activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.
6 a 7
•
Le GRAFCET Les règles d’évolution du modèle GRAFCET
Evolution de la situation
Le franchissement d’une transition entraîne simultanément l’activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.
6 a 7
•
a=1
→
Evolution de la situation
Le franchissement d’une transition entraîne simultanément l’activation de toutes les étapes immédiatement suivantes et la désactivation de toutes les étapes immédiatement précédentes.
6 a 7
•
a=1
→ 6
a 7•
Le GRAFCET Les règles d’évolution du modèle GRAFCET
Evolutions simultanées
Plusieurs transitions simultanément franchissables sont simultanément franchies.
2 a.X 4 3
• 4
a.X 2 5
•
Activation et désactivation simultanées d’une étape
Si une même étape doit être activée et désactivée simultanément, elle reste active.
2 a 3
a.X 2 4
•
•
Le GRAFCET Les différents types de séquences
Séquence unique
Une séquence unique est composée d’une suite d’étapes pouvant être activées les unes après les autres.
Chaque étape n’est suivie que par une seule transition, chaque transition n’est suivie que par une seule étape.
10
11
12
13 r1
A2
r2
A3
r3
A4
r4
10
Séquences simultanées (divergences ou convergences en ET)
Graphes d’évolution :
• Au divergent (activation de séquences parallèles) : {11} T1 {12,13}
• Au convergent (synchronisation de séquences) : {21,22} T6 {23}
Les étapes (21) et (22) sont parfois appelées étapes d’attente car il est nécessaire que ces deux étapes soient actives pour que le GRAFCET
puisse évoluer vers l’étape (23).
Le GRAFCET Les différents types de séquences
11 T1
12 13
T2 T3
11 T1
12 13
T2 T3
T4 21
T5 22
T6 23
Le GRAFCET Les différents types de séquences
11 T1
12 13
T2 T3
T4 21
T5 22
T6 23
31
T11 32
T13 33
T12 T13
11 T1
12 13
T2 T3
T4 21
T5 22
T6 23
31
T11 32
T13 33
T12 T13
Le GRAFCET Les différents types de séquences
11 T1
12 13
T2 T3
T4 21
T5 22
T6 23
31
T11 32
T13 33
T12 T13
T15 41
T16
T17 42
T17
43
11 T1
12 13
T2 T3
T4 21
T5 22
T6 23
31
T11 32
T13 33
T12 T13
T15 41
T16
T17 42
T17
Le GRAFCET Les différents types de séquences
Les sélections de séquences (divergences ou convergences en " OU ")
Graphes d’évolution :
• Au divergent : (deux évolutions sont possibles) {51}
T1 {52}. . .
T3 {53}. . .
• Au convergent : (deux évolutions sont indépendantes) {61} T6 {63}
{62} T8 {63}
REMARQUE: La sélection de séquence n’est pas exclusive. Si les transitions T1 et T3 peuvent être franchies en même temps alors elles le sont (règle 4). Les deux séquences sont alors activées.
51
T1 52
T3 53
T2 T4
Le GRAFCET Les différents types de séquences
51
T1 52
T3 53
T2 T4
T5 61
T6
T7 62
T8
63
51
T1 52
T3 53
T2 T4
T5 61
T6
T7 62
T8
63
71 T11
72 73
T12 T13
Le GRAFCET Les différents types de séquences
51
T1 52
T3 53
T2 T4
T5 61
T6
T7 62
T8
63
71 T11
72 73
T12 T13
T14 81
T15 82
T16 83
51
T1 52
T3 53
T2 T4
T5 61
T6
T7 62
T8
63
71 T11
72 73
T12 T13
T14 81
T15 82
T16 83
Le GRAFCET Les différents types de séquences
Formes particulières de sélection de séquences
Saut d’étape
Le saut d’étape permet de sauter une ou plu- sieurs étapes, lorsque les actions à effectuer dans ces étapes deviennent inutiles ou sans objets.
Formes particulières de sélection de séquences
Saut d’étape
Le saut d’étape permet de sauter une ou plu- sieurs étapes, lorsque les actions à effectuer dans ces étapes deviennent inutiles ou sans objets.
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12
Le GRAFCET Les différents types de séquences
Formes particulières de sélection de séquences
Reprise de séquence
La reprise de séquence permet de recom- mencer plusieurs fois la même séquence tant que la condition de sortie n’est pas obtenue.
Formes particulières de sélection de séquences
Reprise de séquence
La reprise de séquence permet de recom- mencer plusieurs fois la même séquence tant que la condition de sortie n’est pas obtenue.
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Le GRAFCET Exemples d’évolutions
Transition non validée
2
3 a+b (2)
L’étape amont 2 n’étant pas active, la transition (2) n’est pas validée.
L’état logique de la récepti- vité associée(a+b)est sans influence.
2 3•
a+b (2)
5 6 7
Transition validée
2
3
a+b(=0) (2)
•
Toutes les étapes précé- dentes sont actives.
La transition (2) est validée mais l’état logique de la ré- ceptivité associée n’en per- met pas le franchissement (a+b=0).
2• 3•
a+b(=0) (2)
5 6 7
Le GRAFCET Exemples d’évolutions
Transition franchissable
2•
3
a+b(=1) (2)
L’état logique de la récep- tivité passant de 0 à 1, la transition est franchissable.
On est dans un état tran- sitoire (théoriquement de temps nul).
2• 3•
a+b(=1) (2)
5 6 7
Transition franchie
2
3
a+b(=1) (2)
•
La transition estfranchie.
L’étape (ou les étapes) immédiatement suivante(s) est (sont) simultanément activée(s).
L’étape (ou les étapes) amont est (sont) simultané- ment désactivée(s).
2 3
a+b(=1) (2)
5• 6• 7•
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
Mode de fonctionnement
Deux modes de fonctionnement de sorties (actions) sont associés aux étapes: le mode continu et le mode mémorisé.
Mode de fonctionnement
Mode continu (Assignation sur l’état)
Une action est assignée sur l’état lorsque sa valeur dépend directement de l’état logique de l’étape.
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
Mode de fonctionnement
Mode continu (Assignation sur l’état)
Une action est assignée sur l’état lorsque sa valeur dépend directement de l’état logique de l’étape.
L’action A est assignée à la valeur vraie 1 si l’étape X12 est active, à la valeur fausse 0 si l’étape X12 n’est pas active. Si la durée de l’étape est infiniment courte, on dit alors que l’évolution estfugaceet l’action n’est pas assignée.
12 Action A
Mode de fonctionnement
Assignation conditionnelle
Le rectangle dans lequel l’action est inscrite est surmonté d’un trait ver- tical court et d’une proposition logique appeléecondition d’assignation.
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
Mode de fonctionnement
Assignation conditionnelle
Le rectangle dans lequel l’action est inscrite est surmonté d’un trait ver- tical court et d’une proposition logique appeléecondition d’assignation.
La condition d’assignation est le résultat booléen d’une combinaison de plusieurs variables d’entrées et d’étapes
Mode de fonctionnement
Assignation conditionnelle
Le rectangle dans lequel l’action est inscrite est surmonté d’un trait ver- tical court et d’une proposition logique appeléecondition d’assignation.
La condition d’assignation est le résultat booléen d’une combinaison de plusieurs variables d’entrées et d’étapes
f
20 ACTION B
Condition d’assignation
e
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
Mode de fonctionnement
Mode Mémorisé
Le mode mémorisée correspond à une affectation de la sortie sur un évènement.
La syntaxe des actions dans le mode mémorisé prend le nom d’affectationet s’écrit: = (deux points, égal).
L’action liée à l’étape 25 est une incrémentation (augmentation d’une unité d’un compteur, nommé, dans cet exemple C).
Mode de fonctionnement
Mode Mémorisé
24 A:=1
25 C:=C+1
Lorsque l’étape 25 est active, on donne à la valeur C, la valeur C+1.
Cette opération est renouvelée tant que l’étape 25 reste active. La fréquence de renouvellement est reliée à la fréquence de l’horloge qui
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
Instant d’affectation
Une affectation étant une action très brève, il peut être intéressant de spécifier très précisément l’instant exact de prise en compte de cette affectation. Trois cas sont prévus par la norme :
Instant d’affectation
22 B :=0 Affectation à l’activation de l’étape
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
Instant d’affectation
22 B :=0 Affectation à l’activation de l’étape
22 B :=0 Affectation à la désactivation de l’étape
Instant d’affectation
22 B :=0 Affectation à l’activation de l’étape
22 B :=0 Affectation à la désactivation de l’étape
22 B :=0
↑a
Affectation sur un événe-
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
Les réceptivités particulières
Réceptivité toujours vraie
Une réceptivité toujours vraie 1 peut être associée à une transition. La notation est la suivante :
1
Les réceptivités particulières
Réceptivité toujours vraie
Une réceptivité toujours vraie 1 peut être associée à une transition. La notation est la suivante :
1
Réceptivités non booléennes
Des tests non booléens peuvent être effectués dans les réceptivités. Ces tests sont mis entre crochets [ ] . Le résultat du test est logique 0 ou 1.
[C0<3]
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
Les réceptivités particulières
Temporisation
La syntaxe normalisée de la temporisation est :t1 / En.
• t1exprime une durée suivie de l’unité de temps.
• Enest la variable dont le passage de l’état logique "0" vers l’état logique "1" déclenche la prise en compte de la duréet1.
t1 est le retard apporté au changement d’état de la variable tempo=
t1 / En, par rapport au changement d’état de la variable temporisée En.
t1 En
t1/En
Exemple
24
4s/X 24 25
Utilisation dans une réceptivité
REMARQUE1: La variable temporiséeEn doit rester vraie pendant un temps égal ou supérieur à t1 pour que la temporisation puisse prendre la valeur "1".
REMARQUE 2: certain logiciels d’édition de GRAFCET utilisent des notations qui peuvent différer de la norme : exemple tempo = T/En/t1
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
23 g
Action E 3s/X 23
Action F 1s/X 23
3 s 1 s X23
g Action E Action F
Action E: retardée - Action F: limitée dans le temps Utilisation dans une condition d’assignation
Les réceptivités particulières
L’opérateur à retard
Opérateur à retard: l’action peut être déclenchée avec un temps de retard (t1) et/ou maintenue, après la désactivation de l’étape corres- pondante, pendant un temps (t2).
t1 t2
L’opérateur à retard estt1/En/t2;
• t1 est le retard apporté sur la sortie Sn au changement de l’état logique "0" vers l’état logique "1" de l’entrée "En" ;
• t2 est le retard apporté sur la sortie Sn au changement de l’état logique "1" vers l’état logique "0" de l’entrée "En" ;
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
La figure ci-dessous montre que la première partie t1/En de l’opéra- teur se comporte comme une temporisation, et que la deuxième partie En/t2 limite l’activation de la variable Sn à une durée "t2" après la désactivation de la variableEn.
t1 t2
En t1/En/t2
La figure ci-dessous montre que la première partie t1/En de l’opéra- teur se comporte comme une temporisation, et que la deuxième partie En/t2 limite l’activation de la variable Sn à une durée "t2" après la désactivation de la variableEn.
t1 t2
En t1/En/t2
Les conditions d’emploi sont les mêmes que pour la temporisation.
Le GRAFCET Quelques éléments particuliers
La figure ci-dessous montre que la première partie t1/En de l’opéra- teur se comporte comme une temporisation, et que la deuxième partie En/t2 limite l’activation de la variable Sn à une durée "t2" après la désactivation de la variableEn.
t1 t2
En t1/En/t2
Les conditions d’emploi sont les mêmes que pour la temporisation.
REMARQUE:la variableEndoit rester vraie au minimum pendant le temps "t1" pour que la sortieSndevienne active.
Point de vue système
Il s’agit de la compréhension globale du système en terme de taches.
On l’appelle aussi GRAFCET de coordinations des tâches.
Le GRAFCET Point de vue système
Point de vue système
Il s’agit de la compréhension globale du système en terme de taches.
On l’appelle aussi GRAFCET de coordinations des tâches.
0
Conditions initiales de démarrage
1 Percer
Pièce percée
Point de vue partie opérative (procédé)
Description littérale des mouvements des actionneurs sans préjuger de la partie commande.
Le GRAFCET Point de vue système
Point de vue partie opérative (procédé)
Description littérale des mouvements des actionneurs sans préjuger de la partie commande.
0
Fin de course arrière . ordre de démarrage 1 Sortir tige Rotation
Fin de course avant 2 Rentrer tige Rotation
Fin de course arrière
Point de vue partie opérative (procédé)
Le GRAFCET Point de vue système
Point de vue partie commande
L’opérateur ne décrit que les ordres émis (P+,P−) et les réceptivités (v 0,v 1, . . .)en tenant compte de la technologie employée.
Point de vue partie commande
L’opérateur ne décrit que les ordres émis (P+,P−) et les réceptivités (v 0,v 1, . . .)en tenant compte de la technologie employée.
0 A0.Dcy
1 A+ Km
A1
2 A- Km
A0